第1章概述001

1.1國內外研究概況及存在問題001

1.1.1國外研究概況001

1.1.2國內相關技術發展現狀004

1.2市場需求及產業化前景007

1.3本書主要內容008

1.4本書主要創新點及先進性009



第2章光伏電站太陽能板清潔技術011

2.1積灰對太陽能電池板發電效率的影響分析012

2.1.1積灰的來源與形成012

2.1.2積灰對透光率的影響013

2.1.3積灰對溫度的影響013

2.1.4積灰對光伏組件的影響014

2.1.5影響積灰的因素015

2.2光伏電站太陽能板積灰形成原因015

2.2.1灰塵來源015

2.2.2降塵機理015

2.2.3積灰形成過程016

2.2.4積灰類型研究017

2.3光伏太陽能電站太陽能板積灰清潔技術019

2.3.1人工高壓水射流清洗技術019

2.3.2片上機器人清潔技術021

2.3.3電簾清潔技術023

2.3.4車載移動清洗技術024

2.4光伏太陽能板灰塵黏結機理025

2.4.1範德華力027

2.4.2灰塵所受到的總靜電力027

2.4.3灰塵顆粒重力作用028

2.4.4灰塵顆粒合力作用029



第3章太陽能板清洗機工作裝置關鍵技術研究031

3.1清掃、吸塵、高壓霧化、滾刷四級聯動太陽能板清洗裝置研究031

3.2滾刷清掃、吸塵技術研究034

3.2.1清掃、吸塵裝置研制034

3.2.2清洗機滾刷支撐技術研究035

3.3光伏太陽能電站清洗機蒸汽清洗技術研究037

3.4折疊擺動臂和吸塵排塵裝置039

3.5清洗裝置雙向擺臂技術041



第4章太陽能板清洗機優化設計及關鍵技術研究046

4.1清洗機履帶式底盤行走控制技術研究046

4.1.1清洗機行走液壓繫統組成046

4.1.2清洗機行走控制技術047

4.2清洗機履帶式底盤自動調平技術方案051

4.2.1清洗機履帶式底盤自動調平技術方案1051

4.2.2清洗機履帶式底盤自動調平技術方案2055

4.3拖拉機牽引式清洗機行走底盤研制059

4.4基於北鬥導航的拖拉機牽引式清洗行走控制技術研究064

4.4.1高精度北鬥導航技術的應用現狀064

4.4.2拖拉機牽引式清洗行走控制技術068

4.4.3拖拉機牽引式清洗機線控轉向技術研究074



第5章太陽能板清洗機關鍵部件優化匹配082

5.1清洗機工作裝置關鍵部件匹配研究083

5.1.1蒸汽霧化裝置參數估算083

5.1.2清洗機吸塵裝置參數估算084

5.1.3清洗機滾刷驅動馬達參數估算086

5.2履帶清洗機行走裝置關鍵部件匹配研究087

5.3拖拉機牽引式清洗機行走裝備關鍵部件匹配研究088

5.3.1拖拉機裝備分析088

5.3.2清洗機工作裝置液壓分析091



第6章太陽能板清洗機試驗測試研究093

6.1履帶式太陽能板清洗機行走性能測試093

6.1.1履帶式太陽能清洗機速度穩定性能測試093

6.1.2太陽能清洗機直線行駛性能測試098

6.2太陽能板清洗機調平性能測試101

6.2.1不同直徑障礙物工況102

6.2.2不同行駛速度工況102

6.2.3影響因素分析104

6.3太陽能板清洗機清洗效率測試105

6.3.1試驗方案105

6.3.2試驗平臺搭建106

6.3.3試驗數據處理及結果分析106



第7章結論111



附錄PID控制算法設計114



參考文獻125

光伏組件表面灰塵的覆蓋大大降低了光電轉化效率，影響經濟效益。本書參考當前普遍使用的光伏組件除塵方式，結合大規模光伏電站光伏組件表面除塵的特殊要求，提出了一種集清掃、吸塵、滾刷、蒸汽四級聯動的光伏太陽能板除塵清洗機方案。利用高溫高壓蒸汽及四級工序聯動清除太陽能板附著物的方法，通過設計清掃、吸塵、高壓霧化蒸汽、滾刷四級聯動太陽能板清洗裝置，實現高效清洗，相對人工清洗節水70%以上，效率提高40～50倍的目標。

本書受山東交通學院“攀登計劃重點科研創新團隊高端裝備與智能制造項目”資助，項目號：sdjtuc180005。本書主要內容包括：

1.研發了四級聯動太陽能板清洗裝置

利用高溫高壓蒸汽及四級工序聯動清除太陽能板附著物的方法，通過設計清掃、吸塵、高壓霧化蒸汽、滾刷四級聯動太陽能板清洗裝置，實現高效清洗，達到了設計目標。

2.完成了底盤的智能自適應控制繫統及其行走底盤方案的結構設計

實現太陽能板清洗機的自動糾偏能力、自動調平以適應各種作業場地的能力、工作裝置的工作姿態自調整能力，實現清洗機的傻瓜化操作，提高作業效率。

3.研究了基於繫統工程的整車輕量化拓撲優化方案

通過比較履帶行走底盤和拖拉機牽引輪胎式底盤，有效減輕了整車質量和產品成本，在操縱臂架結構方面，通過采用折疊臂架設計方案，實現了操控臂架構的輕量化。

4.完成件和參數的匹配選擇及優化設計

根據太陽能板清洗機的工作要求，選取各子繫統工作壓力、流量、行走速度、工作姿態等主要技術參數，進一步優化件的選取和結構設計方案。

5.光伏太陽能板清洗機試驗研究

在合作單位搭建光伏太陽能板場地，通過試驗，不同工況下分別對清洗工作裝置、行走子繫統、調平子繫統、臂架子繫統等各分繫統和整個繫統進行試驗，驗證了該裝備的整體性能。

在清洗效果方面，分兩種情況測試：，當采用吸掃式除塵，清洗機移動速度為2km/h以下時，除塵率均達到了85%以上；第二，當采用蒸汽清洗和吸掃結合的四級聯動清掃方式，在2km/h以下，除塵非常干淨，無法收集灰塵，對除塵率的影響更為顯著。試驗表明：加入蒸汽以後除塵效果大大提高。

本書由尹修傑著。本書編寫過程中，得到了領導、同事的大力支持與幫助，在此一並表示衷心的感謝！

由於水平所限，不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。



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